流量、转矩阶跃激励下，柱塞马达简化模型和全耦合模型动态响应分析结果???   东莞大岭山云梯车出租,   东莞云梯车出租,  云梯车出租      主轴转速nm随着负载转矩Tl的升高而降低，随后，随着高压腔压力phigh的升高而升高。phigh随着输入流量Qm的升高而升高，nm随之升高。对比分析结果显示，简化模型动态响应变化趋势与全耦合模型吻合较好，特别是在稳定状态下，但是简化模型固有频率略高于全耦合模型，分析其主要原因在于简化模型忽略了各柱塞腔液容，柱塞腔液容的存在势必降低全耦合模型动态刚度。另外，由于缺少了柱塞腔压力特性方程，简化模型不再有分析柱塞马达压力脉动与转速波动的能力。为了揭示配流盘流量损失Qdamp和转矩损失Tdamp对柱塞马达的阻尼作用，对比分析了包含与不包含Qdamp和Tdamp简化模型动态响应结果，可以看出包含Qdamp和Tdamp的简化模型与全耦合模型更为吻合，稳定状态下吻合程度更好；在Qdamp和Tdamp影响下，包含Qdamp和Tdamp的简化模型阶跃响应振动幅值略小于不包含Qdamp和Tdamp的简化模型。上述分析结果表明，简化模型反映了柱塞马达能量损耗情况，揭示了机液耦合动力学特性。

      能量损耗估计与参数识别前文分析可知，柱塞马达流量损失包括泄漏流量、压缩流量损失和柱塞腔压力过渡过程中配流盘流量损失，转矩损失包括粘性摩擦转矩、库伦摩擦转矩和柱塞腔压力过渡过程中配流盘转矩损失。由于柱塞腔压力过渡过程中配流盘能量损耗机理复杂，对应于复杂的能量损耗解析式形式，通过解析式无法直观把握配流盘能量损耗大小及其随运行参数的变化规律。因此，有必要对配流盘能量损耗进行定量分析，一方面从另一个角度再次检验简化模型的准确性，另一方面为进一步的能量损耗估计提供理论参考。将配流盘能量损耗估计结果与全耦合模型仿真结果进行对比分析。可以看出，Qdamp随着nL的升高而减小，随着pL的升高而加大，Tdamp随着pL79和nL的升高而加大；Qdamp最大估计误差为0.2%，最大估计误差为9.6%，Tdamp最大估计误差为0.3%，最大估计误差为35.0%，能量估计误差随着nL的升高而减小，随着pL的升高而加大。虽然Qdamp和Tdamp的估计误差较大，但考虑其数值较小，可近似估计配流盘流量损失和转矩损失。由于Qdamp和Tdamp远小于Qm和Tl，虽然试验平台选用了测量精度较高的流量计和转矩传感器，但也无法完全对其进行精确测量。为便于能量损耗估计与参数识别，本文暂且将Qdamp和Tdamp视为常数Qd0和Td0。基于柱塞马达简化模型，忽略小项，提炼流量损失和转矩损失估计模型，30fvRK，2mpsvpsvVfK，clslvRRNRC，60TNVC能量损耗估计模型中，复合参数Kv、Kpsv、Cμ和Cβ集中体现了能量损耗随运行参数的变化规律，决定了柱塞马达效率特性。

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     实际情况下，复合参数会随着作业环境而发生变化，但考虑到试验平台运行参数变化范围较窄，本文暂且将其视为常数。基于能量损耗估计模型,采用最小二乘法识别复合参数，然后，根据复合参数反推得到柱塞马达关键参数，如油液有效体积弹性模量β、摩擦副油膜厚度h和库伦摩擦因数f。设定变量柱塞马达排量为60mL/r，对比分析柱塞马达能量损耗估计结果与实测结果。能量损耗估计结果与实测结果吻合较好，流量损失最大估计误差为5.4%，转矩损失最大估计误差为4.7%。由此推断在工作压力为17MPa，转速为800r/min工况下，油液压缩导致的流量损失占总流量损失的59%，库伦摩擦转矩占总转矩损失的40%，压缩流量损失和库伦摩擦转矩是导致柱塞设备极端工况下能量损耗加剧的主要影响因素。可以看出以上各关键参数均在合理范围以内，这也从另一个角度说明所建立的简化模型是有效的、准确的。虽然Qdamp和Tdamp对能量损耗估计影响微弱，但值得注意的是，仅有Qd0较为接近Qdamp，而Td0大于Tdamp，其原因是忽略了弹簧预紧力导致的转矩损失和轴承转矩损失。柱塞设备能量损耗测试与估计方法有待深入研究。

      基于功率构成分析的柱塞设备全耦合动力学模型降维简化方法的基本思路是将作为中间能量传递环节的柱塞腔子系统归纳为单纯的能量损耗单元，并将与柱塞腔吸油流量和柱塞腔压力有关的液压与机械损耗，分别纳入以高压腔为主的液压子系统和主轴-缸体机械子系统之中。降维简化柱塞马达全耦合动力学模型，经过大量对比分析，得到以下主要结论：（1）柱塞马达流量损失包括泄漏流量、压缩流量损失和柱塞腔压力过渡过程中配流盘流量损失，转矩损失包括粘性摩擦转矩、库伦摩擦转矩和柱塞腔压力过渡过程中配流盘转矩损失。油液压缩和库伦摩擦是导致柱塞马达极端工况下能量损耗加剧的主要影响因素，比较而言，柱塞腔压力过渡过程中配流盘流量损失和转矩损失较小，一般情况下，可予以忽略或视其为常数。（2）由于考虑了内泄和柱塞腔容积变化的影响，修正了的压力过渡角具有更高的柱塞腔压力过渡预测精度，将其用于描述柱塞腔压力表达式，可以预测不同工况下柱塞腔压力。（3）流量、转矩阶跃激励下，柱塞马达简化模型与全耦合模型动态响应变化趋势吻合较好。由于忽略了各柱塞腔容积，简化模型固有频率略高于全耦合模型。柱塞腔压力过渡过程中配流盘能量损耗在动态响应过程中起动态阻尼作用。（4）基于柱塞马达简化模型提炼的能量损耗估计模型，通过试验数据最小二乘法实现参数的识别，导出的油液有效体积弹性模量、各摩擦副油膜厚度和库伦摩擦因数均在合理范围以内，检验了柱塞马达简化模型的有效性和准确性。能量损耗估计模型为柱塞设备效率下降以及性能退化机理分析奠定了理论基础。

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